高性能无刷交流发电机的制作方法

  [0001]本发明涉及一种无刷类型的交流发电机，其具有高性能还可以应用于不同的区域，诸如小型发电机到水电站。作为本发明目标体的高性能无刷交流发电机尤其适于在机车中应用。

  [0002]众所周知，交流发电机产生电流，S卩，其为具有将机械能转换成电能的功能的装置。其工作与电磁感应原理紧密关联，其中，电流流过转子，形成引起定子线圈中的电子运动的磁场，产生交流电。在汽车应用中，交流发电机通过带运动，并且需要一些旋转来开始发电。该旋转根据车辆类型而不同。

  [0003]交流发电机由定子和转子组成，起电磁感应的作用，S卩，电流流过转子，形成引起定子线圈中的电子运动的磁场，产生交流电。但是，显著地，该电压/电流的强度不是恒定的并且每转360度，电压周期重复。这就是在均匀转动中可以在一定程度上完成电压的周期变化的原因，其中，电压的周期变化可以表示为具有正的半波和负的半波的正弦波。因此，能控制电压和电流，磁场通过永久磁体并通过由调压器控制的连续电流供能的感应线]刷是在转子和定子之间建立连接的唯一可能的方式，因为转子转动。在固定的刷和设置在转子齿(grain)中的滑环之间实现电接触。刷能够由炭或抗磨金属合金制成。滑环由红铜或青铜制作而成。这些材料被设计为拥有非常良好的导电特性并且还抗由常规作业产生的摩擦和火花引起的磨损。

  [0005]这种类型的交流发电机尽管对例如机车中的脚轮等瞬时载荷有很好的反应时间，但需要出示刷(滑环)，意味着其结构昂贵且需要更大的尺寸。另外，在用于控制的场中常常要高电流，意味着具有高电流容量的外部电源，并且主要需要一些维护。

  [0006]无刷类型的交流发电机基本解决了这样一些问题。它们是本领域熟知的，例如通过E.C.Hartung拥有的专利US 3401328，其对这种类型的交流发电机、其作用以及相对于设有刷的传统类型的优点进行了完全的说教和精确说明。由于不要维护，这种拓扑结构被广泛地用以产生功率。但是，对于例如机车的脚轮等瞬时情况，这种拓扑结构表现差，有很低的响应并且采用它不切实际。迄今为止，无刷类型的交流发电机仍然相对于含刷的标准交流发电机显示这种低性能。

  【发明内容】[0007]因此，本发明的目的是提供一种无刷类型的交流发电机，其有效地解决上面提及的问题。

  [0008]本发明的另一目的是提供一种无刷类型的交流发电机，其维持基本原始布置，但具有类似于或甚至高于刷类型的标准交流发电机的性能。

  [0009]本发明的又一目的是提供一种尤其适于用在机车中的高性能无刷类型的交流发电机。

  [0010]通过参照附图可以更好地理解根据本发明的高性能无刷类型的交流发电机，附图不应当作为本发明范围的限制来考量，因为它们仅以示例性方式表示:

  [0014]如图1示意性所示，传统的带刷类型的交流发电机基本上包括设有刷2的转子I (电流CC经过转子I循环)和电流CA源自的定子3。

  [0015]图2图示无刷类型的交流发电机的概略图，其中，在交流发电机内侧设有辅助旋转励磁器4，其“放大”激励电流并且相应地不需要刷。因此，无刷交流发电机在定子5上具有激励辅助场AF并且在发电机6的转子上具有输出。该输出通过常规二极管电桥7整流，激励以高电流供能的主交流发电机6。

  [0016]图3图示根据本发明的高性能无刷交流发电机，其包括与图2中描述的相同的元件(这里不再赘述)，但附加地包括在发电机内侧的电流控制器8，优选地通过无线电操作，以直接作用在主交流发电机6的场上的方式设置。

  [0017]具有电流Il的辅助场AF必须在外部控制，以确保Vl保持在特定范围内，足以向电流控制器8供能，以向主场供给电流12。因此，所述电流控制器8通过与外部牵引控制器(未示出)无线电通信接收信息并且将期望的电流12应用在主交流发电机的场上。

  [0018]作为本发明的目标体的交流发电机的布置使得能够维持无刷类型的通常布置，但具有来自发电机的高响应速度。

  [0019]作为本发明的目标体的高性能无刷交流发电机尤其用于机车应用中，也能用来需要高响应速度无刷交流发电机的其它应用。

  1.一种高性能无刷交流发电机，包括在其内侧的辅助旋转励磁器(4)，该辅助旋转励磁器(4)在定子(5)上提供激励辅助场(AF)并且在发电机(6)的转子上提供输出，该输出由常规二极管电桥(7)整流，激励以高电流供能的主交流发电机(6)，其特征是，还包括在发电机内侧的电流控制器(8)，优选地由无线电操作，以直接作用在主交流发电机(6)的场上的方式设置。

  2.根据权利要求1所述的高性能无刷交流发电机，其特征是，具有电流(Il)的辅助场(AF)被从外部控制，以确保Vl保持在特定范围内，足以向电流控制器(8)供能，以向主场供给电流(12)。

  3.根据权利要求1或2所述的高性能无刷交流发电机，其特征是，所述电流控制器(8)通过与外部牵引控制器(未示出)无线电通信接收信息并且将期望的电流(12)应用在主交流发电机的场中。

  4.根据前述权利要求所述的高性能无刷交流发电机，其特征是，其尤其用于在机车中应用。

  【专利摘要】本发明涉及一种高性能无刷交流发电机，其具有高性能还可以应用于不同的区域，诸如小型发电机到水电站。作为本发明目标体的高性能无刷交流发电机尤其适于在机车中应用。